薛定谔方程

能量本征态

能量本征态是一种只具有单一确定能量、别无其他的量子态。如果你测量一个处于这种态的系统的能量,你总会得到同一个数值,毫无散布。在数学上,它是一个被哈密顿算符仅仅缩放的波函数:Ĥψ = Eψ,其中那个数 E 就是它的能量本征值。

能量本征态正是定态,是定态薛定谔方程的特别的解。每一个都是一种特定的空间形状——一列有着自身数目的波峰与波节的驻波——并各自携带自身的能量。它们是一个量子系统天然的「纯音」,正如振动的弦有它的基音与泛音。

它们的威力在于完备性。给定哈密顿算符的能量本征态构成一组基,这意味着任何态都可以写成它们的加权和。由于每一个在时间中的演化都如此简单,用这种语言表达一个复杂的态,便把时间演化这道难题,化成了对一组旋转相位的轻松记账。

Ĥψₙ = Eₙψₙ, measured energy = Eₙ with certainty

一个具有单一清晰能量的态:哈密顿算符只是用那个能量把它重新缩放。

一个系统的大多数态并不是能量本征态。一般的态拥有一段可能能量的散布,唯有测量才迫使出现一个确定值,并把系统留在相应的本征态上。

又称
eigenstate of the Hamiltonian能量本征函数能量本徵函數